สารานุกรมไทย
สำหรับเยาวชน เมนู 2
เล่มที่ ๒
เรื่องที่ ๑ การจำแนกและการจัดหมวดหมู่ของสัตว์
เรื่องที่ ๒ เวลา
เรื่องที่ ๓ บรรยากาศ
เรื่องที่ ๔ การตรวจอากาศ
เรื่องที่ ๕ อุตสาหกรรม
เรื่องที่ ๖ อุปกรณ์ขยายขอบเขตของสัมผัส
เรื่องที่ ๗ มหาราชในประวัติศาสตร์ไทย
เรื่องที่ ๘ การศึกษา
เรื่องที่ ๙ กรุงเทพมหานคร
เรื่องที่ ๑๐ ตราไปรษณียากรไทย
รายชื่อผู้เขียน

สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๒ / เรื่องที่ ๖ อุปกรณ์ขยายขอบเขตของสัมผัส / อุปกรณ์สำหรับขยายขอบเขตของสัมผัสโดยตรง

อุปกรณ์สำหรับขยายขอบเขตของสัมผัสโดยตรง
อุปกรณ์สำหรับขยายขอบเขตของสัมผัสโดยตรง

กล้องโทรทรรศน์


ระยะทางที่มนุษย์จะสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่านั้นมีขอบเขตจำกัด แต่การที่จะบ่งให้ชัดลงไปว่าระยะทางนี้เป็นเท่าใด ไม่มีใครตอบได้ เพราะขึ้นอยู่กับว่าเรากำลังมองดูอะไร ในคืนเดือนมืดที่ท้องฟ้าปลอดโปร่งไม่มีเมฆหมอก ถ้าไม่มีสิ่งใดปิดบัง คนธรรมดาก็จะสามารถมองเห็นแสงเทียนไข หรือแสงจากหลอดไฟฟ้าที่ส่องสว่าง ซึ่งอยู่ห่างออกไปเป็นระยะทางไกลหลายกิโลเมตร และในคืนเดือนหงายจะสามารถมองเห็นดวงจันทร์ที่อยู่ห่างจากโลกประมาณกว่า ๓๗๐,๐๐๐ กิโลเมตรได้อย่างสบายด้วยตาเปล่า ดวงอาทิตย์ซึ่งส่องแสงสว่างจ้า เป็นสิ่งที่เราอาจมองเห็นได้ (ไม่ควรมองดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่า) แม้ว่าจะอยู่ห่างจากโลกถึง ๑๕๐ ล้านกิโลเมตร

ยิ่งไปกว่านั้น เรายังอาจมองเห็นสิ่งซึ่งอยู่ไกลออกไปกว่าดวงอาทิตย์มากมาย สิ่งเหล่านั้นคือดวงดาวฤกษ์ทั้งหลาย ดาวเหนือซึ่งเป็นดาวประจำทิศเหนือ อยู่ห่างจากโลกจนแสงจากดาวเหนือต้องเดินทางเป็นเวลาถึง ๕๐๐ ปี จึงจะมาถึงโลก ก็เป็นดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่มนุษย์อาจมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

แม้จะมองเห็นไปได้ไกลถึงเพียงนี้ มนุษย์ก็มีความต้องการที่จะเห็นได้ไกลและทราบรายละเอียดยิ่งขึ้นไปอีก และได้คิดสร้างเครื่องมือขึ้นช่วยขยายขอบเขตในการเห็น เครื่องมือนั้นมีชื่อว่า กล้องโทรทรรศน์

กล้องโทรทรรศน์กล้องแรกจะสร้างขึ้นในสมัยใดไม่มีผู้ใดทราบแน่ เราทราบกันแต่ว่าใน พ.ศ. ๒๑๕๓ หรือเมื่อประมาณสามร้อยปีกว่ามาแล้ว กาลิเลโอได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ที่เขาสร้างขึ้นเองอย่างง่ายๆ ส่องดูท้องฟ้าในตอนกลางคืน จากกล้องโทรทรรศน์ กาลิเลโอสามารถมองเห็นเทือกเขา และเครเตอร์ (crater) มากมายหลายขนาดบนดวงจันทร์ เห็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่สี่ดวงของดาวพฤหัส เห็นรูปร่างของดาวศุกร์ซึ่งเปลี่ยนแปลงไปตลอดเวลา มีข้างขึ้นข้างแรมดังเช่นดวงจันทร์ เห็นดาวเสาร์ที่มีวงแหวนสวยงามล้อมอยู่โดยรอบ และเห็นทางช้างเผือก ซึ่งเมื่อมองด้วยตาเปล่าเป็นแสงเรืองสีขาวพาดไป

แผนภาพแสดงกล้องโทรทรรศน์ของกาลิเลโอ แผนภาพแสดงกล้องโทรทรรศน์ของกาลิเลโอ

กล้องโทรทรรศน์ที่กาลิเลโอใช้ในครั้งนั้นประกอบขึ้นด้วยเลนส์สองอัน คือ เลนส์นูนขนาดใหญ่อันหนึ่ง กับเลนส์เว้าที่มีขนาดเล็กกว่าอีกอันหนึ่ง เลนส์ทั้งสองชนิดติดอยู่ภายในกระบอกกล้องรูปยาว เลนส์เว้าอยู่ใกล้ตา ส่วนเลนส์นูนอยู่ที่ปลายกล้องอีกด้านหนึ่ง เลนส์นูนส่องตรงไปยังวัตถุทำให้เกิดภาพ แล้วเลนส์เว้าขยายภาพนั้นให้ใหญ่ขึ้นอีกต่อหนึ่ง กล้องโทรทรรศน์ของกาลิเลโอมีกำลังขยายประมาณสามสิบเท่า ในปัจจุบันกล้องแบบนี้ถูกดัดแปลงเป็นกล้องสำหรับส่องดูละคร

นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาก็ได้มีผู้คิดประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ขึ้นมากมายหลายแบบ มีกำลังขยายมากขึ้นตามลำดับ กล้องโทรทรรศน์ได้กลายเป็นเครื่องมือสำหรับใช้ในการศึกษาค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ เช่น ใน พ.ศ. ๒๔๑๑ พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดูการเกิดสุริยุปราคามืดหมดดวงที่ตำบลหว้ากอ จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ การเกิดสุริยุปราคาครั้งนั้นพระองค์ทรงเป็นผู้คำนวณวันเวลาการเกิด และบริเวณที่จะเห็นสุริยุปราคามืดหมดดวงได้อย่างชัดเจนด้วยพระองค์เอง
กล้องโทรทรรศน์ที่รัชกาลที่ ๔ ทรงใช้
กล้องโทรทรรศน์ที่รัชกาลที่ ๔ ทรงใช้
กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้กันในปัจจุบันมีหลายชนิดอาจแบ่งออกเป็น ๒ พวกใหญ่ๆ คือ

(๑) กล้องโทรทรรศน์ชนิดหักเหแสง (refracting telescope) ใช้เลนส์นูนเป็นเลนส์ใกล้วัตถุ (objective lens)

(๒) กล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสง (reflecting telescope) ใช้กระจกเว้าซึ่งมีความโค้งเป็นรูปพาราโบลาแทนเลนส์ใกล้วัตถุ สำหรับสะท้อนแสงเข้าไปภายในกล้อง

กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากๆ ล้วนแต่เป็นกล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสงแทบทั้งสิ้น เช่น กล้องโทรทรรศน์เฮล (Hale telescope) ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางของกระจกเว้า ๒๐๐ นิ้ว ที่ยอดเขาพาโลมาร์ (Paloma) แคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ซึ่งได้ชื่อว่าเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่มากกล้องหนึ่ง

กล้องจุลทรรศน์

เครื่องมือที่ใช้ขยายขอบเขตของการเห็นอีกชนิดหนึ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น และใช้กันมานานพอๆ กับกล้องโทรทรรศน์ ได้แก่ กล้องจุลทรรศน์ กล้องสองชนิดนี้มีที่ใช้แตกต่างกันไป แต่ก็มีความคล้ายคลึงกันในบางเรื่องกล้องโทรทรรศน์ใช้สำหรับส่องดูวัตถุไกลๆ ให้เห็นใกล้ ส่วนกล้องจุลทรรศน์ใช้สำหรับส่องดูดวัตถุเล็กๆ ให้เห็นใหญ่ ทั้งกล้องโทรทรรศน์ และกล้องจุลทรรศน์ต่างมีเลนส์ใกล้วัตถุ สำหรับทำให้เกิดภาพ และต้องมีเลนส์อีกเลนส์หนึ่งสำหรับขยายเลนส์ชนิดนี้อยู่ใกล้ตา จึงเรียกว่า เลนส์ใกล้ตา (eyepiece)

โดยทั่วไปถือว่า กล้องจุลทรรศน์อย่างง่ายที่สุดก็คือ แว่นขยายธรรมดาๆ นี้เอง แว่นขยายเป็นเลนส์นูน ซึ่งอาจใช้ส่องมองเห็นวัตถุขยายใหญ่ขึ้นกว่าเดิม เลนส์ไม่จำเป็นต้องทำด้วยแก้ว แต่อาจทำด้วยพลาสติกใส ควอตซ์ หรือเพชรได้ด้วยเหมือนกัน
แว่นขยาย
แว่นขยาย
แว่นขยายที่ใช้กันทั่วไปมักเป็นเลนส์นูนอันเดียว แต่บางทีก็ใช้เลนส์หลายอันประกบติดกันเป็นระบบ เพื่อมิให้ขอบภาพที่เห็นจากเลนส์เป็นสีรุ้ง และ เพื่อให้เห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
แผนภาพแสดงส่วนประกอบภายในกล้องจุลทรรศน์
แผนภาพแสดงส่วนประกอบภายในกล้องจุลทรรศน์
ส่วนคำว่ากล้องจุลทรรศน์ หมายถึง กล้องที่ประกอบด้วยเลนส์มากกว่า ๒ ชิ้น (compound microscope) ซึ่งมนุษย์รู้จักใช้กันมานานประมาณ ๔๐๐ ปี กล้องจุลทรรศน์ที่สร้างขึ้นในตอนแรกประกอบด้วยเลนส์นูนสองอัน เลนส์อันหนึ่งอยู่ใกล้วัตถุ มีหน้าที่ทำให้เกิดภาพที่ขยายใหญ่ ผู้ใช้กล้องจะต้องมองผ่านเลนส์นูนอีกอันหนึ่งที่อยู่ใกล้ตา หรือเลนส์ใกล้ตา ซึ่งจะช่วยขยายภาพที่เกิดจากเลนส์อันแรกให้ใหญ่ยิ่งขึ้นไปอีก ในปัจจุบันใช้เลนส์หลายอันรวมกันเป็นหนึ่งหน่วย และในกล้องจุลทรรศน์หนึ่งกล้องต้องใช้เลนส์สองหน่วย หน่วยหนึ่งเป็นเลนส์ใกล้วัตถุ ส่วนอีกหน่วยหนึ่งเป็นเลนส์ใกล้ตา
ในปัจจุบันนี้ กล้องจุลทรรศน์ที่อาศัยแสงใช้ส่องให้เห็นวัตถุ ขยายใหญ่กว่าเดิมได้อย่างมากที่สุด ประมาณสองพันเท่า ไม่อาจมีกำลังขยายที่ใหญ่ขึ้นไปกว่านี้อีกได้ เนื่องจากภาพที่เกิดขึ้นภายในกล้องจุลทรรศน์ เป็นภาพที่เกิดจากคลื่นแสง ซึ่งมีขีดจำกัด ขึ้นกับขนาดของภาพกับช่วงคลื่นของแสง ถ้าภาพมีขนาดเล็กมาก เมื่อเทียบกับช่วงคลื่นของแสง ก็จะไม่อาจส่องขยายภาพให้เห็นใหญ่มากๆ ได้ ดังนั้น ถ้าต้องการส่องขยายวัตถุที่มีขนาดเล็กมาก เช่น ส่องดูไวรัส ก็จะต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ชนิดอื่น ที่มิได้อาศัยแสง เช่น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (electron microscpe)

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน


กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เป็นกล้องที่อาจใช้ส่องดูวัตถุขนาดเล็กมากๆ ให้เห็นใหญ่ขึ้นได้กว่าเดิมถึงสองแสนเท่า กล้องชนิดนี้ใช้อิเล็กตรอนแทนแสง โดยใช้อำนาจแม่เหล็กไฟฟ้าบังคับกระแสอิเล็กตรอนให้พุ่งไปรวมกันที่จุดจุดหนึ่งในในทำนองเดียวกับการใช้เลนส์รวมแสงไปที่จุดโฟกัสในกล้องจุลทรรศน์แบบธรรมดา ภาพจะเกิดขึ้นบนจอเรืองแสงหรือบนกระจกถ่ายรูป เครื่องมือส่วนใหญ่ของกล้องชนิดนี้ต้องอยู่ในสุญญากาศ วัตถุบางอย่างที่จะส่องดู เช่น โลหะจะต้องตัดให้เป็นชิ้นบางมาก ประมาณสองในล้าน ส่วนของหนึ่งนิ้ว หรือสามในล้านส่วนของหนึ่งนิ้ว

แผนภาพแสดงส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแผนภาพแสดงส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเป็นประโยชน์มากในการศึกษาค้นคว้าทางการแพทย์ โลหะวิทยา และวิทยาศาสตร์อีกหลายสาขา เพราะอาจใช้ส่องให้มองเห็นรูปร่างลักษณะของบัคเตรี ไวรัส และผลึกที่ประกอบขึ้นเป็นโลหะ ซึ่งไม่อาจมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา

กล้องเพอริสโคป

กล้องเพอริสโคปเป็นเครื่องมือสำหรับใช้ในเรือดำน้ำ เพื่อให้มองเห็นสิ่งที่อยู่บนผิวน้ำในขณะที่เรือกำลังดำอยู่ใต้น้ำได้ กล้องชนิดนี้สามารถช่วยให้มองเห็นวัตถุที่มิได้อยู่ในแนวสายตา หรือมองจากที่กำบัง ซึ่งเป็นวัตถุทึบแสงได้อย่างดี ตัวกล้องเป็นกระบอกยาว ภายในมีเลนส์หลายอันแท่งปริซึมหรือกระจกเงาเอียงเป็นมุม เพื่อให้สะท้องแสง

แผนภาพแสดงส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน แผนภาพแสดงส่วนประกอบของกล้องเพอริสโคป

แสงจากวัตถุที่อยู่เหนือผิวน้ำเมื่อผ่านเข้ามาทางปากกล้อง จะเปลี่ยนทิศทางเดินเมื่อผ่านแท่งปริซึมจากนั้นแสงนี้จะผ่านเลนส์ซึ่งจะทำให้เกิดภาพขยายขนาดใหญ่ขึ้น กล้องเพอริสโคปที่ใช้ในเรือดำน้ำมีส่วนบนของกล้องเรียวเล็กกว่าส่วนที่ฐาน เพื่อให้เลื่อนกล้องให้มีขนาดยาวหรือสั้นได้ง่ายและสามารถหมุนได้รอบตัว เพื่อให้เห็นภาพได้รอบทิศ ขณะเรืออยู่ใต้น้ำ จะสามารถมองโผล่กล้องขึ้นมาเหนือผิวน้ำ ทำให้ผู้ที่อยู่ในเรือดำน้ำสามารถมองเห็นสิ่งที่อยู่บนผิวน้ำ เช่น เรือข้าศึก ได้อย่างชัดเจน

นอกจากใช้ในเรือดำน้ำ กล้องเพอริสโคปยังอาจใช้ในป้อม ในสนามเพลาะ ในรถเกราะ หรือส่องดูการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูได้อีกด้วยกล้องเพอริสโคปอย่างง่าย ซึ่งทำขึ้นจากกระจกเงาบางวางเอียงทำมุมกัน เป็นกล้องที่ทุกคนอาจสร้างขึ้นเอง สำหรับใช้ดูขบวนแห่ ดูพิธีแรกนาขวัญ หรือมองข้ามที่กำบัง เช่น กำแพงสูงๆ ได้อย่างดี

รังสีเอกซ์

กล้องโทรทรรศน์ช่วยให้มนุษย์สามารถมองเห็นได้ไกลยิ่งกว่าที่เคยเห็นด้วยตาเปล่ามากมาย ส่วนกล้องจุลทรรศน์ก็ช่วยให้สามารถมองเห็นสิ่งที่มีขนาดเล็กมากจนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าได้อย่างถนัดชัดเจน นอกจากเครื่องมือสองชนิดนี้แล้ว มนุษย์ยังมีเครื่องมือที่อาจช่วยให้สามารถมองทะลุผ่านวัตถุทึบ เช่น โลหะหรือเนื้อหนังมนุษย์ได้ราวกับไม่มีสิ่งใดกั้น เครื่องมือชนิดหลังนี้ใช้รังสีที่มีชื่อว่า รังสีเอกซ์ (x-ray)
การใช้รังสีเอกซ์ตรวจและรักษาโรค
การใช้รังสีเอกซ์ตรวจและรักษาโรค
เราอาจทำให้เกิดรังสีเอกซ์ขึ้นโดยใช้กระแสอิเล็กตรอนที่มีพลังงานมาก และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงพุ่งเข้าชนขั้วไฟฟ้า (ขั้วบวก) ที่เป็นโลหะโดยแรง ผลของการวิ่งเข้าชน จะทำให้อิเล็กตรอนบางส่วนของเป้า (ขั้วบวก) ปล่อยรังสีที่มีช่วงคลื่นสั้นมากออกมา รังสีนี้คือ รังสีเอกซ์หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า รังสีเรินต์เกน (Roentgen rays) ตามชื่อของผู้ค้นพบ
ทฤษฎีอิเล็กตรอนสมัยปัจจุบัน อธิบายถึงการเกิดรังสีเอกซ์ว่า ธาตุประกอบด้วยอะตอมจำนวนมากในอะตอมแต่ละตัวมีนิวเคลียสเป็นใจกลาง และมีอิเล็กตรอนวิ่งวนเป็นชั้นๆ ธาตุเบาจะมีอิเล็กตรอนวิ่งวนอยู่น้อยชั้น และธาตุหนักจะมีอิเล็กตรอนวิ่งวนอยู่หลายชั้น เมื่ออะตอมธาตุหนักถูกยิงด้วยกระแสอิเล็กตรอน จะทำให้อิเล็กตรอนที่อยู่ชั้นในถูกชนกระเด็นออกมาวิ่งวนอยู่รอบนอกซึ่งมีภาวะไม่เสถียรและจะหลุดตกไปวิ่งวนอยู่ชั้นในอีก พร้อมกับปล่อยพลังงานออกในรูปรังสี ถ้าอิเล็กตรอนที่ยิงเข้าไปมีพลังงานมาก ก็จะเข้าไปชนอิเล็กตรอนในชั้นลึกๆ ทำให้ได้รังสีที่มีพลังงานมาก เรียกว่า ฮาร์ดเอกซเรย์ (hard x-ray) ถ้าอิเล็กตรอนที่ใช้ยิงมีพลังงานน้อยเข้าไปได้ไม่ลึกนัก จะให้รังสีที่เรียกว่า ซอฟต์เอกซเรย์ (soft x-ray) การใช้รังสีเอกซ์ตรวจและรักษาโรค
การใช้รังสีเอกซ์ตรวจและรักษาโรค
ผู้ที่พบรังสีเอกซ์ มีชื่อว่า วิลเฮม คอนรัด เรินต์เกน (Wilhem Conrad Roentgen, ค.ศ. ๑๘๔๕ - ๑๙๒๓, ชาวเยอรมัน) ศาสตราจารย์ทางฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยวูร์ซบูร์ก (University of Wurzburg) ประเทศเยอรมัน ในปี พ.ศ. ๒๔๓๘ รังสีที่เขาค้นพบในครั้งนั้น เป็นรังสีใหม่ไม่มีใครรู้จักมาก่อน ศาสตราจารย์เรินต์เกนจึงได้ตั้งชื่อว่า X หมายถึงตัวไม่รู้ ดังที่ใช้กันในวิชาพีชคณิต
เครื่องถ่ายภาพรังสีเอกซ์
เครื่องถ่ายภาพรังสีเอกซ์
เครื่องมือผลิตรังสีเอกซ์ เป็นหลอดแก้วสุญญากาศรูปผลชมพู่ เรียกชื่อว่า หลอดรังสีหรือหลอดเอกซเรย์ การทำให้เกิดกระแสอิเล็กตรอนในหลอดทำโดยเผาไส้ไฟฟ้าที่ทำด้วยโลหะทังสเตนจนร้อนขาว แล้วปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านไส้นั้น เมื่อต้องการเร่งอิเล็กตรอนให้มีพลังสูงใช้กระแสไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงมากๆ ส่วนเป้าสำหรับให้กระแสอิเล็กตรอนชนนั้นทำด้วยโลหะหนัก เช่น ทังสเตน ในหลอดรังสีเอกซ์แบบใหม่ เป้าทำเป็นรูปจานหมุนได้รอบตัว เพื่อให้กระแสอิเล็กตรอนชนบริเวณใหม่ของเป้าเรื่อยไป หลอดรังสีเอกซ์นี้หล่อน้ำมันไว้ภายนอก เพื่อให้ดูดความร้อน แล้วบรรจุไว้ในกระบอกโลหะขนาดใหญ่อีกชั้นหนึ่ง


รังสีเอกซ์ที่มีใช้มากในทางการแพทย์ ใช้ตรวจอวัยวะต่างๆ ภายในร่างกายมนุษย์ เช่น ตรวจกระดูก ปอด หัวใจ กระเพาะ และลำไส้ เมื่อฉายรังสีเอกซ์ทะลุผ่านอวัยวะ จะปรากฏภาพให้เห็นได้จากฟิล์มหรือจากจอเรืองแสง นอกจากนี้ยังอาจใช้รักษาโรคบางชนิด เช่น มะเร็งในระยะเริ่มแรกได้ด้วย เพราะรังสีเอกซ์นี้ทำลายเนื้อเยื่อที่กำลังเจริญเติบโตให้หยุดชะงักลง

ไอโซโทปกัมมันตรังสี


ธาตุกัมมันตรังสี คือธาตุซึ่งแผ่อนุภาคขนาดเล็กมาก หรือที่เรียกว่า รังสี ออกมาจากภายในอะตอม ธาตุกัมมันตรังสีบางธาตุมีอยู่ในธรรมชาติ แต่บางธาตุเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ทำให้เกิดขึ้น

ส่วนคำว่า "ไอโซโทป" หมายถึง ธาตุอย่างเดียวกัน มีสมบัติทางเคมีเหมือนกัน แต่มีน้ำหนักอะตอมไม่เหมือนกัน คือภายในอะตอมจะมีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนแตกต่างกัน เช่น คาร์บอน -๑๒ คาร์บอน -๑๓ และคาร์บอน -๑๔ คาร์บอนทั้งสามชนิดนี้ล้วนแต่มีโปรตอน ๖ ตัว แต่มีนิวตรอนเป็นจำนวน ๖, ๗ และ ๘ ตามลำดับ เราเรียกคาร์บอนทั้งสามชนิดนี้ว่าเป็น ไอโซโทปของคาร์บอน

ไอโซโทปมีสองชนิด คือ ไอโซโทปที่เสถียรกับอโซโทปที่ไม่เสถียร ไอโซโทปที่ไม่เสถียรจะสลายตัวแผ่รังสีอยู่ตลอดเวลา และได้ชื่อว่า ไอโซโทปกัมมันตรังสี (radioactive isotope หรือ radio isotope) ไอโซโทปกัมมันตรังสี เป็นธาตุที่มีอยู่ทั้งในธรรมชาติและที่นักวิทยาศาสตร์ทำให้เกิดขึ้น

รังสีที่แผ่ออกมาจากไอโซโทปกัมมันตรังสีมี ๓ ชนิด คือ

๑) รังสีแอลฟา หรืออนุภาคแอลฟา ประกอบขึ้นด้วยโปรตอน ๒ อนุภาค กับนิวตรอน ๒ อนุภาค มีประจุไฟฟ้าบวก อนุภาคแอลฟานี้คือนิวเคลียสของอะตอมของฮีเลียม ซึ่งอิเล็กตรอนถูกดึงออกไปเสีย ๒ อนุภาค อนุภาคแอลฟา มีอำนาจทะลุทะลวงน้อย ไม่อาจผ่านทะลุผิวหนังของมนุษย์ได้

๒) รังสีบีตา หรืออนุภาคบีตา ประกอบขึ้นด้วย อนุภาคอิเล็กตรอนที่ออกมาจากนิวเคลียส มีประจุไฟฟ้าลบและมีความเร็วสูงเกือบเท่าแสง มีอำนาจทะลุทะลวงมากกว่าอนุภาคแอลฟา

๓) รังสีแกมมา เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีช่วงคลื่นสั้นมาก มีอำนาจทะลุทะลวงสูงมากและเป็นอันตรายต่อเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต รังสีแกมมา มีลักษณะเหมือนรังสีเอกซ์ แต่มีอำนาจทะลุทะลวงผ่านสารได้มากกว่า

รังสีที่แผ่ออกไปจากไอโซโทปกัมมันตรังสีจะทำ ให้โมเลกุลของก๊าซแตกตัวออกไปได้เป็นเสี่ยงๆ แต่ละเสี่ยงมีประจุไฟฟ้า ทำให้อาจตรวจวัดได้ด้วย เครื่องวัดไกเกอร์ (geiger counter)

และเนื่องจากไอโซโทปกัมมันตรังสีแผ่รังสีที่อาจ ทะลุผ่านเนื้อหนังของคนได้ดีเช่นเดียวกับรังสีเอกซ์ ในทางการแพทย์จึงใช้ไอโซโทปกัมมันตรังสีในการ ตรวจและรักษาโรค เช่น ใช้ฟอสฟอรัส - ๓๒ ตรวจ หามะเร็งในกระเพาะอาหาร ใช้โบรอนกัมมันตรังสี รักษาเนื้องอกในสมอง ใช้ไอโอดีนกัมมันตรังสีใน การรักษาโรคเกี่ยวกับต่อมไทรอยด์

ไอโซโทปกัมมันตรังสีบางชนิด เช่น โคบอลต์ - ๖๐ ใช้ในอุตสาหกรรม แทนรังสีเอกซ์สำหรับถ่ายรูปโลหะ ตรวจดูรอยร้าว รอยหัก และรอยต่อภาย หลังการเชื่อม

นอกจากนี้ ไอโซโทปกัมมันตรังสียังมีที่ใช้ใน การเกษตร เพื่อศึกษาเกี่ยวกับดูดกินอาหาร ของพืช ใช้วิธีให้พืชดูดไอโซโทปกัมมันตรังสีทาง รากขึ้นไปเลี้ยงลำต้น แล้วถ่ายรูปตรวจดูว่าพืชดูด สารชนิดใดได้มากน้อยเพียงใด ใช้ศึกษาค้นคว้า เพื่อให้ได้พันธุ์พืชที่แข็งแรง สามารถต่อต้านโรคได้ดี กว่าเดิม และใช้ในการค้นคว้าเกี่ยวกับการถนอม รักษาอาหาร

อายุของโลกก็อาจหาได้จากไอโซโทปกัมมันตรังสี โดยวิธีนี้ นักเคมีสามารถคำนวณหาอายุของโลกได้ว่า มีอายุประมาณ ๓,๔๐๐ ล้านปี

เครื่องขยายเสียง

เราอาจขยายขอบเขตของการฟังได้เช่นเดียวกับการเห็น เพื่อต้องการทำเสียงที่เปล่งออกมาจากปากให้ดังยิ่งขึ้น วิธีที่ง่ายที่สุดก็คือใช้มือป้องปาก หรือใช้โทรโข่งช่วย แต่ทั้งสองวิธีนี้มิได้ช่วยให้เสียงดังขึ้นได้มากเท่าใดนัก ในปัจจุบันเรามีเครื่องขยายเสียงที่ใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ช่วยทำให้เสียงดัง และฟังชัดขึ้นกว่าเดิมมากมาย วงจรอิเล็กทรอนิกส์ หมายถึง วงจรไฟฟ้าที่มีหลอดวิทยุ หรือสิ่งประดิษฐ์ทางโซลิดสเตต (solid state) เป็นส่วนประกอบสำคัญ

เครื่องขยายเสียงประกอบขึ้นด้วยส่วนสำคัญ ๓ ส่วนคือ

ไมโครโฟน
(mircrophone) เป็นเครื่องรับเสียงแล้วเปลี่ยนพลังงานเสียงให้เป็นพลังงานไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าที่เปลี่ยนมาจากเสียงที่เรียกว่า สัญญาณไฟฟ้า
แอมพลิไฟเออร์
แอมพลิไฟเออร์
แอมพลิไฟเออร์ (amplifier) เป็นเครื่องขยายสัญญาณไฟฟ้าที่ได้จากไมโครโฟนให้มีกำลังแรงขึ้น โดยใช้วงจรทางอิเล็กทรอนิกส์
ลำโพง (speaker) เป็นเครื่องเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าที่ได้จาก แอมพลิไฟเออร์ให้กลับเป็นเสียง

เครื่องขยายเสียงอาจขยายเสียงพูด เสียงร้อง และเสียงทุกชนิด ให้คนฟังจำนวนมากได้ยินได้ แม้ว่าผู้ฟังจะมีจำนวนถึงหมื่นคน ถ้าใช้เครื่องขยายเสียงช่วย คนฟังทั้งหมดนั้นก็อาจได้ยินเสียงที่เปล่งออกมาได้อย่างถนัดชัดเจน โดยทั่วถึงกัน นับว่าเครื่องขยายเสียงที่ใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ เป็นเครื่องมือที่ขยายขอบเขตในการฟังของมนุษย์ได้อย่างหนึ่ง
หัวข้อก่อนหน้า หัวข้อถัดไป